PCBA漏电失效分析（有案例分享）

PCBA（Printed Circuit Board Assembly）是电子设备中的核心组件，包含了PCB（Printed Circuit Board）和各种电子元件。PCBA漏电失效是指在使用过程中，电路板出现非正常的电流泄漏现象，导致设备功能异常或损坏。广东省华南检测技术有限公司将对PCBA漏电失效的原因、分析方法及预防措施进行详细探讨。

一、PCBA漏电失效原因

PCBA漏电失效的原因多种多样，主要包括以下几方面：

1、PCB板质量问题：内部铜线异常搭接于焊盘位置，导致漏电和短路现象。

2、CAF效应（导电阳极丝）：玻纤与树脂间缝隙在湿热条件下，铜发生水解反应并迁移，形成导电路径。

3、污染：助焊剂残留、指纹、尘土等污染物在潮湿环境下导电，导致漏电。

4、热损伤：过高电压或外部热源导致元件过热，绝缘材料碳化变黑，降低绝缘性能。

5、机械应力：弯曲、扭曲应力导致元件损坏，焊点开裂。

二、PCBA漏电失效分析方法

PCBA漏电失效分析通常采用以下方法：

1、外观检查：检查PCB及PCBA样品外观，寻找裂缝、变色、焊点异常等。

2、电阻测试：测量电路中的电阻值，排查短路和漏电现象。

3、X-Ray透视检测：检查内部结构，发现隐蔽的连接问题。

4、去除绿油：观察铜皮和焊盘的连接情况，确认是否存在异常连接。

5、水平研磨观察：进一步确认内部铜线的异常连接。

6、SEM和EDS分析：通过扫描电子显微镜和能量色散X射线分析，鉴别污染物成分。

三、 PCBA漏电失效分析案例

以下是广东省华南检测技术有限公司的一个典型的PCBA漏电失效案例分析：

案例背景：某电池保护板在长时间使用过程中会出现异常，电池保护板不能充电，不能放电，功耗大，且使用后三个月内不良率达到约定10%。现根据要求分析其失效原因。

PCBA漏电失效分析方法：

1、外观检查

外观检查不良PCBA未发现有明显外观异常。

2、电特性测试

用万用表和370A半导体曲线测试仪测试电池保护板电路，电池保护芯片U1的OD, CS,OC,VDD与VSS之间有漏电，不良品芯片内部功耗大，输出电压低，MOSFET和其他元件均为正常。

断开U1与MOSFET连接电路后，再用泰克370A半导体曲线测试仪测试U1和MOSFET的电特性曲线，结果如下：

3、X-Ray透视检测

X-ray检查PCBA内部线路和芯片均未见明显异常。

4、可靠性分析

对#2,#4,5# IC做烘烤后再测试，炉温为150℃，烘烤时间为4个小时。#2，#5 IC VDD与VSS之间的漏电有恢复，#4 IC VDD与VSS之间的漏电仍然存在。

5、短路定位分析

用Laser除去#4 IC OC线上面的胶粉，断开OC线分别测试焊球和线尾两端漏电。断开OC线后测试焊球与VSS之间仍有漏电，线尾与VSS之间没有漏电。

6、学解封分析

对4# IC进行化学解封装分析，芯片表面未见明显外观异常，测试其电特性均已恢复正常。

7、结果与讨论

根据不良品芯片的漏电存在于芯片表面与封装胶粉之间。推测因为芯片表面有水汽离子或导电异物存在，导致了芯片在应用中出现了漏电不良。

四、 PCBA漏电失效预防措施

为了预防PCBA漏电失效，可以采取以下措施：

1、选择高质量的PCB材料：确保材料具有良好的耐CAF能力。

2、优化钻孔工艺：定期更换钻孔刀头，合理调节钻孔参数，提高钻孔质量。

3、设计优化：增加层间绝缘层厚度，合理设计孔间距。

4、环境控制：避免湿热环境，防止电化学腐蚀。

5、清洁处理：涂覆三防漆前对PCBA进行局部清洗，去除助焊剂残留及杂质。

6、测试评估：对来料进行耐CAF试验评估，进行表面绝缘电阻测试及电化学迁移测试。

五、 结论

PCBA漏电失效的原因多种多样，包括PCB板质量问题、CAF效应、污染、热损伤和机械应力等。通过外观检查、电阻测试、X-Ray透视、去绿油观察和水平研磨等方法，可以有效分析和确定漏电失效的原因。为了预防漏电失效，应选择高质量的PCB材料，优化钻孔工艺，合理设计，控制环境条件，并加强清洁处理和测试评估。

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